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人类航天在5年、50年、500年内在大多数情况下要解决哪些问题?

时间:2024-02-07 来源:医用液态氧
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  5年太短了,50年在意料之中,500年是不可想象的,人类航天在太空已经60多年了,发射的探测器也到达了太阳系的边界。谦虚一点,外面的空间比地球上的还要广阔。

  航天5年内要解决的问题无非就是提高火箭的安全可靠性,尽可能保证每次发射的成功率,降低发射成本。

  不同的任务需要不同的火箭,所以每次发射的成本也不同。阿丽亚娜5号火箭(阿丽亚娜5号)每次在欧洲发射的费用约为1.65亿美元。4号(中型)每次发射费用约1.64亿美元,重型德尔塔4号运载火箭每次发射费用高达3.5亿美元。是近5年来亟待解决的问题。

  50年,半个世纪,有快有慢,50年足以一改旧貌,届时人类航天会有怎样的变化?

  按照人类社会的发展模式,未来一定会有太空经济。既然有了太空经济,就少不了太空运输。既然有了太空运输,就少不了太空运输机。听起来很科幻,但这是未来必须要有的东西。

  想一想,太空工厂、小行星采矿、太空采矿、太空制造、太空旅游、太空电站、行星基地,都需要运输机来回。

  什么样的推进技术可以担当这个重任?核聚变和反物质太科幻了,短期内无法实现。现代火箭使用化学燃料,主流是液氢液氧或液氧煤油。推进剂各有优缺点,可以在火箭中组合使用。比如历史上的“巨无霸”火箭土星五号,它的一级发动机使用液氧煤油做繁重的工作,二三级发动机则用液氢和液氧“做好”,这是因为液态氢和液态氧的比冲量大,可以快速将载荷送入预定轨道。

  液态氢和液态氧发动机制造难度最大,燃料体积大,难以储存。干重功不如液氧煤油发动机,液氧煤油发动机的设计制造难度比它低,所以超重型运载火箭一般选择液氧煤油作为初级主机,用于起飞时做繁重的工作。2019年初,我国500吨液氧煤油发动机燃气发生器-涡轮泵联动试验成功,该型发动机将用于长征九号重型运载火箭未来,将承担未来的载人登月和深空探索。任务。

  目前液氧甲烷推进正处于技术验证阶段。这种燃料组合方式具有很大的优势。比冲比液氢和液氧低,但比液氧和煤油大。燃料体积高于液氢。液态氧要低很多,火箭储存燃料的难度也比液态氢低很多。液氧和甲烷发动机可以循环使用,不会产生焦化和积碳。只要发动机没有被毁坏,就可以回收利用。成本的主流思想。更重要的一点是,液氧甲烷发动机的设计难度不大,可以使用液氧煤油发动机的成熟系统,安全可靠。

  我觉得50年,要解决的问题是如何让液氢、液氧、液氧煤油发动机更加完善和可靠,如何发展液氧和甲烷发动机。

  在那个时候,人类航天要解决什么问题已经不可预知。到时候,这些传统的推进方式可能已不需要了,取而代之的可能有:光推进、电推进、核推进等等。还有太空工厂、小行星采矿、太空采矿、太空制造、太空旅游,我上面提到的太空电站、行星基地等可能真的存在。太空经济时代真的会到来。交通工具比地面更频繁,飞船也可能像下图这样,看上去很科幻。如果非要说500年后人类航天将面临的问题,我想应该是如何造出一艘可以飞到另一个地方的宇宙飞船。一个恒星系的星际飞船,以当时的科技已经是不可想象的了,你怎么看?


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